问题 问答题

将金属M的样品2.5g放入50g19.6%的硫酸溶液中,恰好完全反应(样品中的杂质既不溶于硫酸,也不与其发生反应),生成硫酸盐.实验测知,此硫酸盐中硫、氧元素的质量分数之和为80%.试求:

(1)原金属样品中,金属M的质量分数;

(2)M的相对原子质量;

(3)反应所得的硫酸盐溶液中溶质的质量分数.

答案

(1)在生成的硫酸盐中,硫、氧元素质量分数之和为80%,则金属M的质量分数为1-80%=20%;硫酸盐中的硫、氧元素来自硫酸,故硫、氧元素的质量和为:

50g×19.6%×

96
98
×100%=9.6g

则样品中金属的质量分数为:9.6g×

20%
80%
÷2.5g×100%=96%

(2)根据上述分析可以知道该硫酸盐的相对分子质量为:96÷80%=120,即M的相对原子质量为120-96=24;

讨论:①若金属在硫酸盐中呈+1价,则

2M+H2SO4═M2SO4+H2

2Ar(M)98

2.5g×96%50g×19.6%

2Ar(M)
2.5g×96%
=
98
50g×19.6%

A(M)=12(不合题意,舍去).

②若金属在硫酸盐中呈+2价,

则M+H2SO4═MSO4+H2

Ar(M)98

2.5g×96%50g×19.6%

Ar(M)
2.5g×96%
=
98
50g×19.6%

A(M)=24.

③若金属在硫酸盐中呈+3价,

则2M+3H2SO4═M2(SO43+3H2

2Ar(M)294

2.5g×96%50g×19.6%

2Ar(M)
2.5g×96%
=
294
50g×19.6%

Ar(M)=36(不合题意,舍去).

(3)由(2)的分析可以知道金属M的化合价为+2价

设完全反应后,生成硫酸盐的质量为x,生成氢气的质量为y,

则M+H2SO4═MSO4+H2

24  1202

2.5g×96% x y

24
2.5g×96%
=
120
x
=
2
y

解得:x=12g,y═O.2g

所得溶液中溶质的质量分数为:

12g
2.5g+50g-0.2g
×100%=23%

答:(1)原合金样品中,金属的质量分数为96%;

(2)金属的相对原子质量为24;

(3)完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为23%.

选择题
问答题 简答题